Academic literature on the topic 'Technologie des télécommunications [transmission]'

Many different types of promising spectrum sensing algorithms for Cognitive Radio (CR) have already been developed. However, many of these algorithms lack robustness with respect to signal statistical parameters uncertainties, such as the noise variance or the shape of its distribution (often assumed to be simply Gaussian). In conjunction with the low Signal-to-Noise Ratio (SNR) requirements, this lack of robustness can often render interesting sensing algorithms impractical for real-life applications. In this thesis, we primarily focus on the impact of heavy-tail noise distributions on different CR detectors and the use of signal limiters (mostly the spatial sign function) to improve their robustness to such noise distributions. Introducing a non-linear transformation of the received signal prior to its processing by the detector fundamentally changes the signal distribution which in turn modifies the distribution of the detector statistic. In order to parametrize the detector and study its performance, it is then necessary to know the shape of the modified distribution. Three types of detectors are investigated: a generic second-order cyclic-feature detector, a Scaled-Largest Eigenvalue (SLE) detector studied in the context of stationary time-series and a new Sequential Likelihood Ratio Test (SLRT) detector. The analysis conducted for each detector revolves around the influence of its parameters, the distribution of the detector statistic and several comparisons with similar detectors for various detection scenarios. Our results indicate that at the cost of a moderate performance loss in a Gaussian noise environment, all the detectors fitted with a signal limiter become robust to impulsive noise and noise parameters uncertainties. We provide analytical approximations for the detectors statistical distribution that allow us to use the detectors in such configurations as well as to study their performance for different signal limiters and noise distributions.<br>Applied Science, Faculty of<br>Electrical and Computer Engineering, Department of<br>Graduate

La survie d’un État dépend de la capacité de ses dirigeants à être informés et à communiquer leurs décisions, puis de contrôler leur exécution. L’information dans l’Antiquité circulait par courrier mais aussi par transmissions de signaux sonores et/ou lumineux. Après une étude documentaire des récits attestant la transmission d’informations par signaux lumineux et sonores au Levant au premier millénaire av. J.-C., nous avons démontré que les logiciels utilisés pour la conception des réseaux actuels de télécommunications peuvent suggérer des sites relais utilisés pour cette transmission. Les limites techniques des moyens de l’époque sont des paramètres déterminants. Nous en avons déduit des modèles de réseaux. Enfin ces hypothèses ont été validées sur le terrain<br>The survival of a State depends on the capacity of its leaders to be informed and on their successes to communicate their decisions, then to control their executions. The information in the ancient times circulated by mail, but also by transmissions of sound and/or light signals.After a documentary survey of stories attesting the transmission of informations by light and sound signals in the Near East during the first millennium BCE, we tried to see if the software used for telecommunications networks design and planning can hint repeater sites used for this transmission. The limitations of the technology at that time will determine parameters. Models of networks have been deducted. Finally these hypotheses have been validated on the ground

Ce mémoire est consacré à la fois à l'exploitation d'une technologie multicouche et au développement de méthodes de synthèse et de concepts dédiés au filtrage hyperfréquence. <br /><br />Le premier objectif de notre travail vise à montrer les capacités et les avantages d'une technologie multicouche pour la réalisation de structures passives destinées à des applications spatiales. Les potentialités recherchées, et chères à l'industrie spatiale sont la réduction de taille à outrance. Ce point critique constitue encore aujourd'hui un enjeu majeur au niveau des fonctions passives. Nous montrons, au travers de structures de propagation spécifiques 2,5D et 3D, de quelles manières leur utilisation permet d'apporter des solutions attractives, notamment en termes d'accès à des gammes d'impédances caractéristiques et de couplages élargies. Celles-ci permettent de lever un grand nombre de verrous technologiques. Des topologies particulières du type « DBR » (Dual Behavior Resonator) et « open-loop » ont été examinées en s'appuyant sur les spécifications de référence d'un filtre d'un récepteur en bande C.<br /><br />Le second objectif concerne l'exploitation des couplages de proximité apparaissant dans les topologies de filtres plaqués à base de stubs, et plus particulièrement DBR, dans le dessein de concevoir des structures de filtrage plus performantes. Dans ce cadre, nous proposons une démarche de synthèse s'appuyant sur une matrice nodale.<br /><br />Enfin, nous faisons converger ces deux objectifs en exploitant conjointement des topologies DBR et l'outil de synthèse matriciel en contexte multicouche. Le développement de topologies multiniveaux permet d'apporter de nouveaux degrés de liberté dans la conception pour répondre aux besoins accrus de miniaturisation et de performance des dispositifs.

Ce travail de thèse est le fruit d'une collaboration de recherche à travers une convention CIFRE entre le laboratoire XLIM-SIC de l'université de Poitiers et le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) de Grenoble. L'objectif principal de cette thèse concerne la conception et l'optimisation énergétique d'un réseau de capteurs sans fil capable de mesurer in-situ, pendant plusieurs années, les performances énergétiques d'un bâtiment (luminosité, acoustique, température. . . ). Dans ce but, les travaux de recherche se sont principalement portés sur l'optimisation énergétique des communications sans fil du réseau à travers les couches basses du modèle OSI. Sachant que les performances de la couche physique impactent directement l'efficacité des autres couches, l'approche développée a consisté à modéliser de façon réaliste la chaîne de transmission numérique à partir du développement d'un modèle de canal qui tient compte de l'influence des personnes sur la qualité de transmission. Ensuite, à partir de cette modélisation de la couche physique et d'un modèle d'énergie existant, la qualité des liens radio a été évaluée de façon à trouver le meilleur compromis entre la robustesse et l'efficacité énergétique des transmissions radio. Pour étendre notre raisonnement à l'échelle d'un réseau, la suite des travaux s'est portée sur l'étude de la couche MAC. En raison de l'interdépendance des paramètres affectant la consommation, la méthode choisie a consisté à évaluer par une approche "cross-layer" les performances énergétiques de différents protocoles MAC, en prenant en compte l'impact des performances de la couche physique dans l'évaluation. Cette étude a ensuite permis d'aboutir à la définition d'un protocole efficace pour l'application visée. Enfin, la dernière partie des travaux a été consacrée à la réalisation d'un démonstrateur expérimental fonctionnant sur les bandes ISM 433 et 868 MHz et a permis de valider les propos théoriques développés tout au long de la thèse<br>This PhD thesis is the result of a collaborative research through a CIFRE agreement between the XLIM-SIC laboratory at the University of Poitiers and the Scientific and Technical Center Building (CSTB) at Grenoble. The main goal of this thesis concerns the design and the energy optimization of a wireless sensor network able to measure during several years, the building energy performances (lighting, acoustics, temperature. . . ). To this end, research was mainly focused on the energy optimization of radio communications, through the lower layers of the OSI model. Because the physical layer performances directly impact the efficiency of the other layers, the approach was to model realistically the digital transmission chain from the development of a channel model which takes into account the people moving on the transmission quality. Then, from this physical layer model and an existing energy model, the quality of radio links has been evaluated in order to find the best trade-off between the robustness and the energy efficiency of radio transmissions. To extend our reasoning to a network scale, the following work has focused on the MAC layer study. Because of the interdependence of the parameters affecting consumption, the method chosen was to assess with a "cross-layer" approach, the energy performances of different MAC protocols, by taking into account the impact of the physical layer performances in the assessment. This study then resulted in the definition of an efficient MAC protocol for the aimed application. The final part of the work was devoted to the experimental design of a demonstrator operating on 433 and 868 MHz ISM bands, and allowed us to validate the theory developed during the thesis

Durant ces dernières années, le développement des technologies Silicium a permis la montée en fréquence des composants actifs, notamment des transistors bipolaires à hétérojonction SiGe qui atteignent désormais des fréquences de coupures supérieures à 150GHz. Il nous a donc semblé intéressant d'évaluer les performances de ces technologies en gamme millimétrique, domaine réservé jusqu'à présent aux technologies III-V. Ainsi, l'objectif de ce travail de recherche a été d'évaluer les potentialités de la filière BiCMOS SiGeC 0,13 µm (BiCMOS9) ainsi que le transistor bipolaire à hétérojonction de la technologie de génération suivante pour des circuits utilisables pour les télécommunications à 40GHz. La première partie de nos travaux de recherche a consisté à élaborer les librairies des différentes structures de propagation utilisées pour la conception. Celles-ci ont été optimisées pour obtenir des pertes minimales en gamme millimétrique et limiter ainsi leurs influences au niveau des circuits conçus. Dans un deuxième temps, une étude des performances du transistor bipolaire ainsi qu'une validation des modèles associés en gamme d'ondes millimétriques (notamment HICUM) ont été réalisées. L'optimisation des pertes des structures de propagation ainsi que la validation des modèles du transistor nous a permis de développer une méthodologie de conception afin d'optimiser les performances des circuits. La réalisation de démonstrateurs constituant une chaîne de réception à 40GHz a démontré des performances intéressantes avec cette technologie tout en mettant l'accent sur les limitations. Finalement, les trois principaux éléments de cette chaîne de réception (amplificateur faible bruit, oscillateur et mélangeur) ont été assemblés pour réaliser un récepteur superhétérodyne à 40GHz. Les résultats obtenus avec ce récepteur ont permis de valider la démarche de conception utilisée tout en positionnant les performances à l'état de l'art en technologie Silicium.

Les travaux de thèse présentés dans ce manuscrit portent sur le développement d'une nouvelle architecture de transmission spécifiquement dédiée aux réseaux de capteurs sans fils et adaptée aux caractéristiques particulières de ceux-ci. L'approche, basée sur les techniques de radio impulsionnelle pour la transmission à large bande, est développée selon deux aspects de recherche principaux: fonctionnel et matériel. L'aspect fonctionnel vise à définir les caractéristiques du signal transmis ainsi que les algorithmes de traitement (modulation et démodulation) associés. Plus largement, il s'agit de définir l'architecture fonctionnelle de la chaîne de transmission, selon deux modes différents d'exploitation: mono-utilisateur et multi-utilisateurs. L'approche proposée pour transmettre des signaux impulsionnels, est basé sur l'emploi de la transformée discrète en paquets d'ondelettes (DWPT) au niveau du récepteur et de la transformée inverse au niveau de l'émetteur (IDWPT). La nature orthogonale des ondelettes permet de réaliser, sans nécessiter une couche MAC complexe, des communications multi-utilisateurs, simultanées ou non, sur un canal large bande, grâce à la forte discrimination entre les impulsions transmises. Le deuxième aspect porte sur le développement des architectures matérielles permettant l'implantation des algorithmes de traitement développés dans la partie fonctionnelle. La recherche de performances élevées (ratio élevé entre vitesse de traitement et coût matériel) et flexibilité (configurabilité, extensibilité), est particulièrement important dans les fonctionnalités liées aux transformées discrètes en paquets d'ondelettes qui constituent le cœur critique de la chaîne de transmission. Des techniques de parallélisation massive et générique sont développées et mises en œuvre, permettant d'atteindre les niveaux de performances et de flexibilité requis. La validation a été réalisée à l'aide respectivement de modélisations et imulations sous Simulink/Matlab (de MathWorks) pour les aspects fonctionnels et de modélisations VHDL (au niveau RTL [Register Transfer Level]) et d'implantations sur FPGA pour les aspects matériels<br>The thesis work presented in this manuscript focuses on the development of a new transmission architecture specifically dedicated to wireless sensor networks and adapted to the particular characteristics of the later. The approach, based on impulse radio techniques for wideband transmission, is developed according to two main research aspects: functional and hardware. The functional aspect aims at defining the characteristics of the transmitted signal as well as the associated processing algorithms (modulation and demodulation). More broadly, it comes to define the functional architecture of the transmission chain, according to two different operating modes: mono- and multi-user. The proposed approach for transmitting pulse signals is based on the use of the discrete wavelet packet transform (DWPT) at the receiver and the inverse transform (IDWPT) at the transmitter. The orthogonal nature of the wavelets makes it possible, without needing a complex MAC layer, to make multi-user communications, either simultaneous or not, over a wideband channel, thanks to the strong discrimination between the transmitted pulses. The second aspect relates to the development of hardware architectures allowing the implementation of the processing algorithms developed in the functional part. The search for high performance (high ratio between processing speed and hardware cost) and flexibility (configurability, extensibility) is particularly important in the functionality related to the discrete wavelet packet transform which constitutes the critical core of the transmission chain. Massive and generic parallelization techniques are developed and implemented to achieve the required levels of performance and flexibility. Validation was carried out using respectively Simulink/Matlab (MathWorks) modeling and simulation for the functional aspects, and VHDL modeling (at the Register Transfer Level -- RTL) and FPGA implementations for the hardware aspects

Les mesures de précision jouent un rôle crucial dans l'électronique, en particulier dans la caractérisation des transistors bipolaires à hétérojonction (HBT) à base de silicium embarqués dans des dispositifs pour applications THz utilisant la technologie BiCMOS. Grâce aux innovations récentes en termes de fabrication de technologies à l'échelle nanométrique, les dispositifs capables de fonctionner dans la région des ondes submillimétriques deviennent une réalité et doivent répondre à la demande de circuits et de systèmes haute-fréquence. Pour disposer de modèles précis à de telles fréquences, il n'est plus possible de limiter l'extraction des paramètres en dessous de 110 GHz, et de nouvelles techniques permettant d'obtenir des mesures fiables de dispositifs passifs et actifs doivent être étudiées.Dans cette thèse, nous examinerons la caractérisation des paramètres S sur silicium (on-wafer) de différentes structures de test passives et des HBT SiGe en technologie B55 de STMicroelectronics, jusqu'à 500 GHz. Nous commencerons par une introduction de l'équipement de mesure habituellement utilisé pour ce type d'analyse, puis nous passerons aux différents bancs de mesure adoptés au laboratoire IMS, et enfin nous nous concentrerons sur les techniques de calibrage et d’épluchage (de-embedding), en passant en revue les principales criticités de la caractérisation haute-fréquence et en comparant deux algorithmes de calibrage on-wafer (SOLT et TRL) jusqu'à la bande WR-2.2.Deux cycles de production de photomasques pour la caractérisation on-wafer, tous deux conçus à l'IMS, seront présentés: nous introduirons un nouveau design du floorplan et évaluerons sa capacité à limiter les effets parasites ainsi que l'effet de son environnement (substrat, structures voisines et diaphonie). Pour notre analyse, nous nous appuierons sur des simulations électromagnétiques et des simulations EM mixtes de modèle compacte + sonde, toutes deux incluant les modèles des sonde pour une évaluation des résultats de mesure plus proche des conditions réelles.Enfin, nous présenterons quelques structures de test pour évaluer les impacts indésirables sur les mesures d'ondes millimétriques et de nouvelles solutions de conception de lignes de transmission. Deux designs prometteurs seront soigneusement étudiées: le "layout M3", qui vise à caractériser le DUT dans un étalonnage à un seul niveau, et les "lignes à méandre", qui maintiennent la distance entre les deux sondes constante en évitant tout déplacement pendant les mesures sur silicium<br>Precision measurements play a crucial role in electronic engineering, particularly in the characterization of silicon-based heterojunction bipolar transistors (HBTs) embedded into devices for THz applications using the BiCMOS technology. Thanks to ongoing innovations in terms of nanoscale technology manufacturing, devices capable of operating in the sub-millimeter wave region are becoming a reality, and need to support the demand for high frequency circuits and systems. To have accurate models at such frequencies, it is no longer possible to limit the parameter extraction below 110 GHz, and new techniques for obtaining reliable measurements of passive and active devices must be investigated.In this thesis, we examine the on-wafer S-parameters characterization of various passive test structures and SiGe HBTs in STMicroelectronics' B55 technology, up to 500 GHz. We start with an introduction of the measuring equipment usually employed for this type of analysis, then moving on to the various probe stations adopted at the IMS Laboratory, and finally focusing on calibration and deembedding techniques, reviewing the major criticalities of high-frequency characterization and comparing two on-wafer calibration algorithms (SOLT and TRL) up to the WR-2.2 band.Two photomask production runs for on-wafer characterization, both designed at IMS, are considered: we introduce a new floorplan design and evaluate its ability to limit parasitic effects as well as the effect of the environment (substrate, neighbors, and crosstalk). For our analysis, we rely on electromagnetic simulations and joint device model + probe EM simulations, both including probe models for an evaluation of measurement results closer to real-world conditions.Finally, we present some test structures to evaluate unwanted impacts on millimeter wave measurements and novel transmission line design solutions. Two promising designs are carefully studied: the "M3 layout", which aims to characterize the DUT in a single-tier calibration, and the "meander lines", which keeps the inter-probe distance constant by avoiding any sort of probe displacement during on-wafer measurements

L'évolution vers de nouveaux services, comme la TV à la demande, nécessitant de grosses bandes passantes remet en question les débits transportés par chaque canal optique d'un réseau WDM. Les débits des canaux ont atteint aujourd'hui les 100 Gbit/s. Cette montée en débit doit être accompagnée par de nouvelles fonctionnalités au sein des réseaux de transport optiques. Améliorer la flexibilité et assurer la transparence des réseaux optiques sont des défis très importants auxquels les opérateurs doivent faire face aujourd'hui. Un réseau optique est dit transparent, si les signaux optiques transportés ne subissent aucune conversion optoélectronique sauf au moment de leur insertion et de leur extraction dans le réseau optique. La flexibilité, quant à elle, concerne principalement les fonctions d'agrégation et de désagrégation optiques. Aujourd'hui ces fonctions d'agrégation et de désagrégation sont réalisées dans le domaine électronique, ce qui avec la montée du débit, va engendrer un coût important pour les opérateurs. Une manière d'y remédier serait de trouver une technologie adaptée à la montée du débit et offrant la possibilité de faire de l'agrégation et de la désagrégation optique des flux de trafics. Dans cette thèse nous proposons d'étudier une technique de commutation tout-optique offrant la possibilité de faire de la commutation optique intra-canal. Cette technique, baptisée multi-bande OFDM, consiste à diviser un canal WDM en plusieurs entités appelées sous-bandes. Le nombre de ces entités dépend des contraintes technologiques des équipements utilisés pour générer le canal multi-bande (les filtres optiques, les convertisseurs analogiques/numérique et numériques/analogiques). Nous comparons la technologie multi-bande OFDM par rapport à des technologies tendancielles mono-bande : le cas mono-bande opaque et mono-bande transparent. Nous démontrons que la technologie multi-bande OFDM peut être un compromis entre ces deux technologies pour les futurs réseaux de télécommunications optiques. Pour ce faire, nous calculons les performances en termes de blocage. Nous étudions l'impact de la conversion de longueurs d'onde sur les réseaux multi-bande OFDM ainsi que l'impact d'augmenter les nombres de sous-bandes sur les performances du réseau. Nous dégageons les limites technologiques de cette approche. Dans une autre partie de l'étude, nous montrons l'intérêt économique de la technologie multi-bande OFDM. Nous exposons le gain en coût des émetteurs/récepteurs obtenu grâce au déploiement de la technologie multi-bande OFDM sur un réseau cœur et un réseau métropolitain.

La montée en fréquence jusqu'à 60 GHz dans la bande de fréquences millimétriques, qui devrait permettre des débits supérieurs de l'ordre de 5 à 7 Gb/s environ, a été la réponse aux exigences croissantes des systèmes de télécommunication haut débit. Cette montée nécessite la réalisation de circuits actifs ou passifs plus intégrés avec de hautes performances.Dans ce travail de thèse, nous utilisons la technologie LGP (Ligne de Goubau Planaire) à 60 GHz : un ruban métallique est placé sur un diélectrique sans plan de masse dans le cas des circuits planaires, nous utilisons un diélectrique composé d'une bicouche (une couche de silicium haut résistivité au-dessus d'une couche de verre) en prenant en compte le plateau métallique du banc de mesure dans les simulations.Pour montrer l'efficacité de cette technologie à 60 GHz, plusieurs circuits passifs ont été développés et caractérisés: des lignes de transmission (qui ont montré de très faibles pertes, ainsi qu'un facteur de qualité Q très élevé), des transitions coplanaire/LGP, des filtres à base de résonateurs en boucle carrée ouverte, et un filtre passe-bas à saut d'impédance.Les mesures en concordance avec les résultats de simulations électromagnétiques et électriques ont validé l'utilisation de la technologie LGP pour la réalisation de filtres passe-bande et passe-bas à 60GHz<br>The rise in frequency band till 60 GHz in millimeter frequency-band, which should provide high data rate up to 5 or 7 Gb/s, has been the response to the increasing demands for high data rate telecommunication systems. This rising in frequency spectrum requires active or passive circuits more integrated with high performances.In this work we use the PGL technology (Planar Goubau Line) at 60 GHz: a metal strip deposited on a dielectric substrate without ground plane, the dielectric in our case is a bilayer substrate (High Resistivity silicon over Glass), we take into account in the simulations the measure bench metal plate.To show the efficiency of PGL technology at 60 GHz, several passive circuits have been fabricated and characterized: Transmission Lines (of low transmission losses with high quality factor Q), Coplanar/ PGL transition, filters based on square open-loop resonators, and a stepped impedance low pass filter.The agreement between the measurement and simulations validate this technology for the fabrication of low-pass and bandpass filters

Dans le cadre d'une transmission numerique monoporteuse et monocapteur, nous avons considere deux problematiques. D'une part nous nous sommes penches sur l'analyse des performances des algorithmes au second ordre d'identification aveugle du canal en presence de signaux a bande limitee. Nous montrons que la methode sous-espace ne permet pas d'estimer le canal, et ceci, en raison de la presence de vecteurs, dits spheroidales, dans le noyau de la forme quadratique associee. Nous montrons egalement que la connaissance du filtre de mise en forme n'ameliore aucunement la methode sous-espace. Enfin, dans le cadre d'une transmission a cyclostationnarite induite, nous montrons que les algorithmes sous-espaces associes sont generalement performants. D'autre part, nous nous sommes attardes sur l'etude des performances asymptotiques d'estimateurs de la periode-symbole et du residu de porteuse bases sur des sommes ponderees de cyclocorrelations. Nous montrons que ce probleme est equivalent au probleme d'estimation de la frequence d'une sinusoide bruitee par la maximisation du periodogramme. Notre probleme presente trois specificites. Le bruit est cyclostationnaire, le processus vectoriel et le periodogramme pondere. Ainsi nous avons du developper une nouvelle technique d'analyse qui s'avere tres efficace, en particulier pour obtenir une forme analytique interpretable de la covariance asymptotique. Dans le cadre de l'estimation du residu de porteuse pour des modulations a valeurs reelles, nous avons deduit que l'estimateur introduit et l'estimateur base sur le signal parfaitement egalise offrent des performances comparables, pour peu que le nombre de cyclocorrelations considerees soit suffisamment grand